На линии конвейера
Автор - Беспалов Р.
Тематика - Складская логистика
Журнал "Складские технологии", №1 февраль 2005 г.
Эффективное функционирование логистической цепочки товародвижения во многом зависит от технической оснащенности транспортно-складских комплексов компании. Очевидно, что для успешной деятельности фирмы необходимо обеспечить максимальную точность и надежность работы склада. Однако при реализации даже самой совершенной складской технологии, в которой используются дорогие информационные системы и современное оборудование, важную роль играет человеческий фактор. Администрации складского комплекса нередко приходится сталкиваться, например, с проблемой нерационального использования квалифицированных трудовых ресурсов или некачественного выполнения работ наспех нанятыми сотрудниками. Это одна из причин того, что важнейшей тенденцией совершенствования складских технологий в последнее время становится стремление к автоматизации на каждом из участков технологического процесса.
Современный складской комплекс должен стабильно работать в условиях резких перепадов объема товарооборота. Применение высокоэффективного оборудования, облегчающего и во многом заменяющего человеческий труд, способствует выполнению этого требования.
ПРЕИМУЩЕСТВА КОНВЕЙЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Оптимальным решением во многих случаях является использование на предприятии конвейерных линий. Значительная часть складских работ связана с перемещением товаров из одного места в другое. А всякое перемещение связано с затратами времени. Кроме того, увеличивается вероятность повреждения груза при его неправильной транспортировке.
Конвейерные системы на складе позволяют:
сократить перемещения товара до минимума;
жестко нормировать направление, объемы и структуру грузопотока;
уменьшить трудозатраты;
сократить количество ошибок при транспортировке;
сделать процесс обработки продукции непрерывным рабочим циклом.
В итоге при использовании конвейеров улучшаются все технико-экономические характеристики склада. Конвейеры получили широкое применение благодаря ряду преимуществ перед другими видами подъемно-транспортного оборудования. К таким преимуществам относятся:
высокая производительность, которую обеспечивает большая скорость движения несущей поверхности;
низкие энергозатраты;
простота конструкции;
высокая надежность;
простота в эксплуатации и т.д.
КЛАССИФИКАЦИЯ КОНВЕЙЕРОВ
Основным классификационным признаком конвейерного оборудования является тип тягового и грузонесущего механизма. Существуют конвейеры с ленточным, цепным, канатным тяговыми механизмами и без тягового механизма (например, гравитационные, инерционные и винтовые).
Конвейеры с тяговым механизмом подразделяются по виду грузонесущего элемента на ленточные, пластинчатые, люлечные, скребковые, ковшовые и т. д. Для таких конвейеров характерно общее с рабочим механизмом движение груза на рабочих участках. Тяговое усилие передается грузонесущим элементом либо элементом, который проталкивает или тянет груз по неподвижному желобу, трубе или настилу.
Для конвейеров без тягового органа характерно разное движение груза и рабочих органов, совершающих круговое вращательное (роликовые, винтовые конвейеры) или возвратно-поступательное рабочее движение (например, инерционные конвейеры). Конвейеры могут иметь машинный привод (наиболее часто - электрический, реже - пневматический). В гравитационных конвейерах груз перемещается под действием силы тяжести. В зависимости от имеющихся условий используют напольные и подвесные конвейеры.
В работе складских комплексов применяются в основном ленточные и роликовые конвейеры, рольганги, а также разнообразные поворотные секции соответствующей конструкции.
ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
Благодаря своей универсальности, наиболее распространенными являются ленточные конвейеры, состоящие из грузонесущей кольцевой ленты, промежуточных опорных роликов, приводного и натяжного барабанов с приводным оборудованием и опорной конструкцией. Тяговым и одновременно грузонесущим механизмом конвейера является лента, движущаяся по роликовым опорам или по гладкой поверхности. Груз перемещается по ленте вместе с ней. В зависимости от типа опорных роликов лента имеет плоскую или желобчатую форму. Конвейеры данного типа могут перемещать практически любые грузы и предметы: сыпучие продукты, единичные грузы, короба, различные детали и т. д. Выбор ленты конвейера с определенными физико-химическими свойствами зависит от типа транспортируемого груза, его трения о ленту, а также от скорости и способа загрузки конвейера. Для перемещения штучных грузов используется плоская гладкая лента; мелкие и сыпучие грузы транспортируют по ленте, выполненной с треугольным, пирамидальным, шевронным, ромбовидным и другими видами рифления. Ленты, имеющие на рабочей поверхности поперечные перегородки высотой до 200 мм, позволяют транспортировать грузы под наклоном до 35-40.
В зависимости от номенклатуры товаров конкретного склада применяются конвейеры с разными типами лент, например с брезентовой, резинотканевой, сетчатой или специальной пищевой. Длина ленточных конвейеров обычно не превышает 200-300 м, ширина ленты составляет от 400 до 1200 мм, скорость ее движения варьируется от 1,5 до 4 м/с. Каркасы конвейеров изготавливают из черного металла или нержавеющей стали.
Среди разновидностей подобных систем можно отметить:
прямые ленточные конвейеры (подходят для самых разнообразных грузов);
ленточные конвейеры с защитными бортами (для транспортировки грузов, которые могут упасть с конвейера);
ленточные конвейеры с роликовыми опорами (для перемещения сыпучих грузов);
ленточные конвейеры с сетчатой лентой (этот вид конвейеров широко применяется на складах с продуктами питания).
При проведении погрузочно-разгрузочных работ, когда необходимо доставить те или иные грузы с одного высотного уровня на другой, применяются наклонные ленточные конвейеры. Как правило, в стационарных транспортирующих устройствах наклонные и прямые конвейерные участки комбинируют в нужной последовательности, создавая непрерывную линию для перемещения грузов.
РОЛИКОВЫЕ ТРАНСПОРТЕРЫ
Транспортеры данного типа, имеющие пластиковые втулки и подшипники, изготавливаются как с приводом, так и без него. При формировании транспортной линии секции без привода могут подключаться к секциям с приводом. Причем электродвигатель способен обеспечить движение целого участка транспортера (в среднем около 12 м) в зависимости от нагрузки на поверхность.
С помощью роликовых конвейеров выполняется перемещение штучных грузов с плоской, ребристой или цилиндрической поверхностью. Сами ролики вращаются в подшипниках на неподвижных осях рамы конвейера. Длина ролика всегда немного больше ширины или диаметра груза, а расстояние между роликами немного меньше половины длины груза. Мелкие грузы со сложной конфигурацией перемещают на таком конвейере в ящиках или на поддонах.
В гравитационных роликовых конвейерах (с уклоном) ролики вращаются свободно, под действием силы тяжести перемещаемого груза. Приводные конвейеры оснащаются роликами с групповым приводом от двигателя и применяются в тех случаях, когда необходимо обеспечить постоянную скорость движения грузов, перемещать их в строго горизонтальной плоскости или поднимать под небольшим углом.
Обычно роликовый конвейер состоит из модульных секций, длина каждой из которых составляет 2-3 м. При этом трасса в зависимости от конфигурации может включать в себя криволинейные и откидные секции, поворотные круги и стрелочные переводы.
РОЛЬГАНГИ
Конвейерные системы данного типа также делятся на приводные и бесприводные. Рольганги оптимальным образом подходят для транспортировки штучных грузов, например коробок, досок, всевозможных слитков, контейнеров и т. д. Прямые приводные рольганги могут служить накопителями грузов, причем съем груза осуществляется в любом месте рольганга.
Наиболее распространены рольганги с длиной ролика от 160 до 1200 мм и диаметром от 40 до 155 мм. В зависимости от модели и производителя конвейера шаг ролика варьируется обычно в пределах от 50 до 630 мм. Большинство фирм, выпускающих рольганги, предлагают модели с дополнительными бортиками, а также поворотные рольганги (радиус поворота может составлять от 400 до 4000 мм). Те же разновидности и у бесприводных рольгангов.
С помощью таких систем можно легко организовать погрузочно-разгрузочные работы. Для этого требуется установить транспортер под небольшим углом: единицы груза будут скатываться самостоятельно. Если необходим ручной поворот груза или корректировка его позиции, применяются специальные столы с шариковыми опорами. Для разворота груза на конвейере используют толкатели или тормозные валики. Те же столы применяют при схождении двух конвейерных линий, когда продукция должна быть перемещена с одной линии на другую.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОСНАЩЕНИЕ
Комбинация разных типов конвейеров, а также дополнительного автоматического или полуавтоматического оборудования в единую систему позволяет организовать на складе такие производственные процессы, как преобразование ассортимента, упаковка и комплектация заказов. Например, роликоленточные конвейеры способны удерживать штучные грузы на спусках, а также останавливать их на заданных интервалах.
В качестве дополнительного оснащения конвейера предусматриваются устройства автоматической корректировки позиции груза, специальные светильники, дополнительные бортики и перегородки для деления несущей поверхности на ручьи, а также узлы, позволяющие организовать определенный цикл работы без участия оператора.
Соединение транспортеров под различными углами производится с помощью поворотных секций. Управление и контроль функционирования конвейерной системы осуществляется с помощью электрических, пневматических и механических датчиков слежения, а также регуляторов скорости перемещения ленты и угла наклона всего тракта.
Безопасность работы с конвейерной линией обеспечивают ограждения движущихся и вращающихся деталей. Залог надежности конвейера - высокий механический ресурс несущих конструкций и приводов, а также защита двигателей от перегрузок.
ВАРИАНТЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ
На складах конвейерные системы используются для решения широкого спектра задач, а именно:
проведения погрузочно-разгрузочных операций;
автоматизации предпродажной обработки товара и комплектации заказов;
распределения грузопотоков;
перемещение грузов от одной точки технологической линии к другой и т.д.
Ручная отборка, комплектация и подготовка товара к отправке являются одними из наиболее трудоемких складских операций. От качества организации этих процессов зависит производительность и эффективность работы всего склада. Одновременно эти процессы являются самыми дорогостоящими, поскольку они связаны с привлечением большого объема ресурсов. Стоимость рабочей силы на участках комплектации может составлять до 50% стоимости всей рабочей силы, используемой на складе. Хронометраж работы комплектовщика, работающего по классической технологии, показывает, что рабочее время распределяется приблизительно следующим образом:
комплектация товара по заказу покупателей - 10%;
вынужденный простой во время пополнения запаса в зоне отборки или во время работы в этой зоне другого комплектовщика - 20%;
работа с отборочными листами - 30%;
перемещение между зонами отборки - 40%.
Увеличение конкурентоспособности компании во многом зависит от рационализации технологии комплектации и снижения затрат на эту складскую операцию. Приведенное процентное соотношение наглядно показывает, каким образом автоматизация этого процесса увеличивает его эффективность. Существует несколько принципиальных схем комплектации, в каждой из которых конвейерные системы играют важную роль.
1. Система со статической подготовкой груза к комплектации: «человек движется к товару». При работе по данной системе в зону комплектации с использованием конвейерных систем подается тара для сбора заказа, которая перемещается между рабочими местами комплектовщиков. В результате происходит ручная укладка продукции согласно комплектовочному листу. Затем собранный заказ транспортируется к зоне отгрузки. Отбирая товары, комплектовщики перемещаются внутри стеллажных систем определенной зоны склада. Данная полуавтоматическая технология применяется при штучной комплектации большого количества заказов из широкого ассортимента товаров.
2. Система с динамической подготовкой товаров к комплектации: «товар движется к человеку». Эта система предполагает, что при перемещении грузов по конвейерным линиям с места хранения в зону комплектации расположение рабочего места комплектовщика остается постоянным. В такой ситуации рабочая зона комплектации строго ограничена и оснащена всем необходимым оборудованием и материалами для полноценного формирования грузовых единиц.
3. Система автоматической комплектации: «товар движется к комплектовочному автомату». Для реализации данной системы при относительно небольшой номенклатуре продукции (1500-3000 наименований товаров) используются высокопроизводительные (2000-9000 шт/ч) автоматы шахтного типа. При большом диапазоне товаров, которые требуются в малом количестве, в эксплуатацию вводят комплектовочного робота. Он извлекает из стеллажей продукцию с максимальной производительностью 1200 шт./ч. И в том и в другом случае конвейер сначала перемещает тару в рабочую зону автомата, а затем транспортирует собранные заказы по складу. Производительность при автоматической комплектации повышается минимум в 4, максимум - в 10 раз по сравнению с традиционной комплектацией, когда заказ собирается вручную.
ВНУТРИСКЛАДСКАЯ ОБРАБОТКА ГРУЗОВ
При обработке заказов возникают дополнительные задачи по внутрискладской обработке грузов. Это связано с необходимостью проведения таких работ, как нанесение и считывание штрихового кода, взвешивание груза и замер его габаритов, сортировка, сборка картонных коробок, разборка пачек пустой тары, закрытие пластиковых ящиков крышками и т.д. Для решения этих задач применяют специальное оборудование, которое монтируется на соответствующих технологических узлах конвейера. Из наиболее важных устройств можно отметить автоматы для печати и нанесения штриховых кодов, сканеры для считывания информации, конвейерные весы и приборы для автоматического измерения габаритов грузовых единиц.
Комбинация конвейерной линии с системой автоматической идентификации товара и грузовых единиц на каждом из участков технологической цепочки позволяет достичь максимальной эффективности функционирования всей складской системы.
Идентификация товара может производиться как с помощью неподвижных сканеров, жестко зафиксированных или вмонтированных в конвейер, так и ручными сканерами. Применение данной технологии дает возможность резко снизить количество ошибок, связанных с ручным вводом в систему управления товародвижением информации о товаре, переходящем от одного этапа складской обработки к другому, и сократить или вовсе исключить временные затраты складского персонала на работу с бумажной документацией.
В зависимости от широты ассортимента товара, его физических характеристик, технической сложности, количества операций, выполняемых с товаром на различных этапах складской обработки, используются разные виды маркировки. На современных автоматизированных складах наиболее распространенными являются штриховая и радиочастотная идентификация, которые применяются для обработки штучно-коробочного товара и во время операций с грузовыми единицами соответственно.
При реализации технологии автоматической идентификации товара, движущегося по конвейерной линии, в любой момент времени можно получить точную информацию о том, на каком этапе выполнения находится клиентский заказ - а это позволяет гибко управлять процессом. То есть, если клиент через некоторое время после первоначального размещения заказа решил его изменить, оператор системы управления складским товародвижением может вернуть заказ на предыдущую стадию обработки (если он, конечно, уже не был отправлен клиенту). Все это существенно сокращает транспортные издержки, поскольку велика вероятность, что к тому клиенту, который изменил свой заказ, было запланировано несколько доставок, а затем возникла бы необходимость вернуть часть товара на склад со всеми вытекающими из этого проблемами: с оприходованием продукции и повторным размещением ее на хранение.
Установка на конвейерную линию специального оборудования, измеряющего вес и габариты готовых грузовых единиц, позволит значительно повысить общий уровень сервиса, предоставляемого фирмой, за счет повышения качества и оперативности планирования доставок заказов клиентам. Несмотря на постепенный рост культуры взаимоотношений поставщиков и торговых структур, далеко не все производители сопровождают свой товар исчерпывающей информацией о нем. Кроме того, итоговый объем грузовой единицы во многом зависит от стандартов упаковки конкретной фирмы. Зачастую сотрудники отделов планирования доставок принимают решение о составе заказов в маршруте, опираясь только на собственный опыт, или откладывают формирование маршрутного листа до того момента, когда они смогут визуально оценить объемы перевозимой продукции. В результате возникают следующие проблемы: затягивание процесса планирования, неполное или неоптимальное использование ресурса автотранспорта, превышение ресурса автотранспорта по одному из основных параметров (объем кузова, грузоподъемность транспортного средства, количество доставок в день). Все это может привести к сбоям в отлаженной технологической цепочке или срыву доставки.
Нужно также отметить, что при такой организации процесса планировщик становится весьма ценным и соответственно дорогим ресурсом, от которого зависит интенсивность товародвижения складского комплекса и качество обслуживания клиентов. Замер параметров груза в тот момент, когда готовый заказ уходит с конвейера, дает возможность применения полуавтоматических систем планирования маршрутов. Оператор этой системы должен просто внести в программу коэффициенты, корректирующие среднюю скорость движения транспорта по городу с учетом погодных и дорожных условий, и в соответствии с установленным регламентом установить автоматический расчет маршрутов. Совершенно очевидно, что в этом случае продолжительность цикла «заказ - поставка» значительно сократится.
ПЕРЕД ТЕМ, КАК ПРИНЯТЬ РЕШЕНИЕ
Высокая производительность, простота конструкции, сравнительно небольшая стоимость, возможность выполнения различных технологических операций и низкая трудоемкость инсталляционных работ - все это делает конвейерные системы незаменимыми на любой стадии складской обработки товара. Кроме того, такие системы являются одним из основных средств комплексной автоматизации погрузо-разгрузочных процессов и поточных технологических операций.
Многочисленные примеры применения конвейерных линий в складском хозяйстве показывают возможность достижения следующих эффектов:
сокращение единиц напольного транспорта в 2-5 раз;
сокращение численности складского персонала в 2-2,5 раза;
практически полное исключение ошибок при комплектации заказов или партий товаров;
сокращение затрат на энергоносители (в том числе на освещение складских площадей);
увеличение производительности склада и соответственно товарооборота в 2-4 раза.
Однако эффективность использования конвейеров на конкретном складе все же зависит от того, насколько тип и параметры выбранного механизма соответствуют свойствам груза и условиям, в которых протекает технологический процесс. К таким условиям относятся, в первую очередь, размеры груза и его форма, производительность, длина транспортирования, форма трассы и направление перемещения, условия загрузки и разгрузки конвейера, а также ритм и интенсивность подачи.
Немаловажными факторами, ограничивающими применение конвейеров, зачастую становятся неоднородность материального потока, «исторически» сложившиеся замысловатые маршруты материальных потоков и конфигурация технологических зон склада. Поэтому перед тем как принять решение о внедрении конвейерной технологии на складе, необходимо:
детально проанализировать номенклатуру товаров;
разделить материальный поток по признаку однородности весовых и размерных параметров;
определить четкие маршруты перемещения товаров и грузов по складу;
составить регламенты выполнения всех операций в соответствии с конвейерной технологией.
Ведь только при отлаженной работе высокотехнологичного оборудования обеспечивается четкое функционирование склада, соответствующе жестким стандартам нашего времени.